接近角和凹进角:这些角是什么?

考虑到一个经常被误解,如果不是完全被忽视,参数设置的齿轮设计的关键。如果你已经理解了进场和下撤的角度,很好。如果你不知道,继续读下去。

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G从几何学上讲,这两个角有一个相当直接的定义。

接近角是两个配合齿轮之间的接触点在与节点重合之前扫过的角或弧;或者换一种说法,在跨越中心之间的线之前。更正式和完整的定义是:当一对齿第一次接触时,齿廓穿过配合齿轮的节圆时,沿被分析齿轮的节圆的弧。

凹槽的角度是类似的,即接触点穿过中心线(节点)到两个啮合齿轮之间的最后一个接触点的角度。再一次,更正式一点:凹槽弧是被分析的齿轮的节圆弧,从节点到齿点穿过/穿过配合齿轮的节圆。

现在我再加入一些定义:

作用弧是任何一个齿轮的进近弧和凹弧的总和。

接触路径(CP)或接触长度是两个配合齿之间的接触点从啮合的开始到结束的轨迹,称为接触路径或接触长度。

接近路径是接触路径的一部分,从开始啮合到节点(即长度,CP).

凹槽的路径是从节点到末端啮合的路径接触的一部分(即长度PD).

因此,接触比也可以由接近角和凹进角的和得到。

因此,让我们来看看接近弧线的图形表示,以及接近角度(图1)。

图1

逼近角被图形化地定义为从点刻出的弧P '对点P在图1中。注意以点为中心的齿轮的旋转方向一个.凹部的角度是由点刻成的弧P对点.作为参考,角度ϕ为该齿轮副的压力角。

经过一点几何学,你可以看到方法的角度是这样定义的:

P 'P = (CP) / cos (ϕ)

或者说线段C到P的长度除以夹角的余弦值ϕ

同理,凹角为:

页”= (PD) / cos (ϕ).

因此,接触弧为:

PP = (CD) / cos (ϕ)

好了,几何课讲够了。这一切有什么好处?

在接近角度的瞬时接触点,齿滑动速度是指向小齿轮的根直径(或新的术语,驱动器)。然而,齿滚动速度是朝着小齿轮(驱动器)的外径。通过凹槽的角度,滚动速度继续向小齿轮(驱动器)外径方向移动,滑动速度也向小齿轮(驱动器)外径方向移动。

这个有效的定义对我们有什么帮助?它帮助我们了解如何在不改变润滑剂和/或其粘度的情况下,在一定程度上改善啮合齿轮的润滑。

如何?当滑动和滚动速度相反时,齿面更有可能遭受表面损坏失效(点蚀)。如果滑动和滚动速度在相同的方向上,无论是向上或向下的齿侧,表面损坏故障的可能性降低。预测这一现象的证明和能力超出了这篇文章的范围,但在AGMA提供的标准中得到了很好的发展,是达德利的优秀文本实用齿轮设计手册,我在事业上取得的成功,在很大程度上要归功于它。

作为一个实际问题,建议齿轮设计师考虑发展一个设计,有一个较长的弧凹槽比它所做的方法。这对齿轮系的良好性能和更长的预期使用寿命变得更加关键,因为一个齿轮与另一个齿轮的直径差异(驱动器驱动器,无论是驱动不足或超速设计)。由于小直径齿轮的旋转速度是大直径齿轮的数倍,而且每个齿的负载周期明显大于其他齿,因此推荐的做法也具有普遍意义。

有许多技术和工具可以帮助设计师开发合适的分配之间的途径和凹弧作为一个功能的寿命要求等。对于大多数工具来说,解析方法是可靠的,能够准确预测几何形状和滑动速度分布。我建议对这些值进行研究和操作,但我也建议以图形的方式观察滑动速度。我不会试图提供确切或经验值作为一个函数的齿轮设计参数。通过对成功的齿轮传动系统和未提供预期使用寿命的齿轮传动系统进行逆向工程,您可以开发自己的“最佳实践”。从这一分析中,可以根据公司的标准设计实践、产品环境、使用的润滑剂等,制定自己的休会比率方法。你们现在都知道了,我只关心润滑。是的,良好的设计实践,良好的材料,良好的热处理(如果合适),和热处理后的精加工是至关重要的。然而,正如我多次说过的,一个伟大的齿轮传动系统在没有足够的润滑的情况下会过早地失效,一个“糟糕的”齿轮设计可以通过一个完善的润滑和润滑系统得到积极的增强。